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第九章_共价键和分子间作用力

(三) 共价键的类型:
(1) 按原子轨道重叠方式不同共价键分为
键 (sigma bond) : 两个原子的原子轨道(s-s、px-s、px-px)
沿着键轴方向以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。
键(pi bond) : 是两个原子的原子轨道(py-py、pz-pz)沿键
轴方向以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键。
s-s、px-s、px-px
“头碰头” 沿键轴呈圆柱型对
称分布
可单独存在
牢固
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
π键
py-py、pz-pz “肩并肩” 垂直于键轴呈 镜面反对称分布 不可单独存在 ,只 与σ键共存于 共价双键和叁键中
不牢固,易断裂
课堂练习
(四) 共价键的类型
试指出下列共价键中各有几个σ键和π键? A. C—C, B. C C, C. C C
三、杂化轨道理论 (hybridization orbital theory) 基本要点:
• 1 杂化与杂化轨道的概念 • 2 杂化类型与分子的几何构型 • 3 等性杂化与不等性杂化
第一节 共价键和共价化合物
二、 键参数(bond parameter)(键能、键长、键角)
1、键能(bond energy, E):
在一定温度和标准压力下断裂1mol共价键所需能量
一般地,键能越大,化学键越牢固,分子也就越稳定。
离解能(D):在一定温度和标准压下将1mol理想气态分子离 解成理想气态原子所需要的能量。
3、共价键的方向性
一、 现代价键理论 (Valence bond theory,VB法)
共价键的形成将尽可能沿着原子轨道最大程度重叠的方向
进行。成键两原子轨道重叠愈多,形成的共价键愈牢固。
举例:HCl分子的形成
(a) 有效重叠
(b) 无效重叠 (c) 无效重叠
一、 现代价键理论 (Valence bond theory,VB法)
记为 H+ ←∶NH3
非极性共价键与极性共价键
(3) 按共用电子对是否偏移可分为:
非极性共价键 (nonpolar covalent bond)
▪ 同种原子形成的共价键。 ▪ 例如H2、O2、N2等分子形成非极性共价键。
极性共价键 (polar covalent bond)
▪ 不同种的原子形成的共价键。 ▪ 例如NH3分子中N-H键,H2O分子的O-H键等。
解: 1、碳碳单键为σ键; 2、碳碳双键中1个为σ键,另外1个为π键; 3、碳碳叁键中1个为σ键,另外2个为π键。
正常共价键与配位键
(2) 按共用电子对来源不同可分为: 正常共价键:成键两原子各提供1个单电子形成共价键。 特殊共价键:配位键(coordinate bond)
成键原子一方有孤对电子; • 形成条件 另一方有空轨道。 • 记为 B ←∶A
键(s-s)、 (s-px)
s-s
头碰头重叠
s-px
键( px - px)
头碰头重叠
键 py-py 或 pz-pz
肩并肩重叠
N2分子形成示意图
1s 2s
2p
在具有双键或叁键的两个原子之间,有且仅有一个键。
键和 键的比较
共价键类型 成键轨道
轨道重叠方式 轨道重叠部分
分布
存在情况
稳定性
σ键
二、 键参数
3、键角(bond angle) 分子中两个相邻化学键之间的夹角
键长和键角是描述分子几何构型的两要素
例如:CO2 ,键长116.2pm,键角180°,直线型。 NH3:键长101.9pm,键角107°18′,三角锥型。
116.2pm
O
180°
C
107°18′
N
OH
101.9pm
H
H
第一节 共价键和共价化合物
二、 键参数
2、键长(bond length) 分子内成键两原子核间的平均距离
一些共价键键能和键长
H-F H-Cl H-Br H-I 键长/pm 92 127 141 161
键能 /kJmol-1 570 432 366 298
在两个确定的原子之间,若形成不同的化学键,其键长 越短,键能就越大,分子就越稳定。
如 H· + ·H → H∶H 或H-H 分子中的通过共用电子对连接的化学键称为共价键。
第一节 共价键和共价化合物
一、 现代价键理论 (Valence bond theory,VB法) (一)氢分子的形成和共价键的本质
[本质]两个自旋相反的单电子所处原子轨道有效的、最大程度 的重叠,使电子云密集于两核之间,增强了核对电子的吸引力, 降低了核之间的斥力,使系统能量降低,形成共价键。
一、 现代价键理论 (Valence bond theory,VB法)
(二) VB法要点
1、电子配对原理:两原子接近时,自旋相反的未成对价电子 可以两两配对形成共价键。
2、共价键的饱和性:一个原子有几个未成对电子便可与几个 自旋相反的单电子配对成键。
(1)He 原子没有单电子,不能形成He2 分子; (2)O原子有2个单电子,可以形成H2O、O2分子; (3)N原子有3个单电子,可以形成N2 、NH3分子。
第九章 共价键和分子间作用力
第一节 共价键和共价化合物 一、现代价键理论 二、键参数 三、轨道杂化理论 四、价层电子对互斥理论 五、分子轨道理论
第二节 分子间作用力
第九章 共价键和分子间作用力
原子 化学键 分子 分子间作用力 宏观物质 ➢ 化学键(chemical bond):
分子中相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用力。
离子键(ionic bond) 共价键(covalent bond) 金属键(metallic bond) ➢ 分子间作用力: 分子之间弱的相互作用力。 范德华力(van der Waals force)
氢键(hydrogen bond)等。
第一节 共价键和共价化合物
共价键电子理论: 1916年美国化学家Lewis提出 要点: 认为两个或多个原子可以相互“共有”一对或多对 电子,以达到稀有气体原子最外层2或8电子层结构(或称 Lewis结构)而形成稳定的分子。
H2(g) = H(g) + H(g)
DH-H = 436 kJ·mol-1 = EH-H
H2O(g) = OH(g) + H(g) OH (g) = O (g) + H(g)
DH-OH = 502 kJ·mol-1 DH-O = 423.7 kJ·mol-1
EHO
502 423.7 2
462.8(k J mol1 )
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